一种文件交换箱智能缓降装置及系统投递方法

技术领域

本发明涉及信息交换技术领域，具体为一种文件交换箱智能缓降装置及系统投递方法。

背景技术

当前，在国家信息化体系建设中，政务信息已成为整个信息化建设的关键。推动电子政务的发展，是电子信息技术应用到政务管理的必然趋势。

随着计算机和网络技术在政务办公中的广泛应用，很多信息可通过电子信息渠道传递，但对于大量存在的机要文件，由于其机要保密和凭证特性等要求，有很多无法通过网络直接传输，而必须以实物的方式进行传递、处理和保存。并且对实物文件的完整性有一定的要求，文件不能出现褶皱、破损等情况。

A型智能文件交换箱的应用在一定程度上改进了传统的手工处理模式，实现了纸质文件的智能化、无接触式投递、流转和跟踪，但是，仍存在一些弊端，在文件投放过程中，存在因文件袋较厚，柜子空间大，投放过程中高度过高容易造成文件袋在降落过程中的磕碰、损坏，文件褶皱、磨损等情况。

导轨升降装置是一种常见的升降设备，其主要特点是在升降过程中使用导轨来支撑和引导升降平台的运动。导轨升降装置通常由电动或液压系统驱动，用于将货物或人员从一个高度移动到另一个高度。根据不同的应用需求和运输要求，导轨升降装置可以分为多种类型，例如单柱式导轨升降机、双柱式导轨升降机、四柱式导轨升降机等。每种类型的导轨升降装置都有其特定的优点和适用范围，主要应用于工业和商业领域，例如仓库、生产线、超市等场所，它们可以用于运输货物、设备、人员等不同类型的物品，以提高物资运输效率和安全性。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN202122803417.X公开了一种思政管理用文件存放装置，该思政管理用文件存放装置，涉及存放装置技术领域，包括主体，主体的一侧侧壁设置有升降装置，主体的一侧侧壁滑动连接有抽屉，抽屉远离主体的一侧固定安装有拉把，抽屉位于拉把上方的侧壁固定安装有透明卡板，主体的内部设置有限位装置，升降装置包括放置盒。本实用新型，可以降低因湿气导致的纸质文件损坏而产生的无法弥补的损失，从而避免办公人员的损失，免去了办公人员因文件损坏而需要备份或二次撰写的行为，可以固定文件盒，避免文件盒在主体的移动中受力掉落，使抽屉拥有自动复位的功能，免去办公人员自己将抽屉推回去的步骤，极大地减少了办公人员的工作负担，增加了办公人员的工作效率。

中国发明专利公告号为CN2020232554435，公开了一种具有除尘功能的智能电子公文交换箱，该交换箱具有除尘功能，该智能电子公文交换箱包括固定箱，所述固定箱正面的右侧通过合页铰接有箱门，所述固定箱背面的中心处栓接有箱体，所述箱体的内腔设置有升降机构，所述固定箱内腔背面的中心处竖向开设有第一通槽，所述升降机构的正面贯穿第一通槽并栓接有活动框，所述活动框的内腔设置有清扫机构，所述固定箱右侧正面的顶部栓接有控制器。本实用新型通过第一电机、第一齿轮、旋转轴、第二齿轮、连接杆、固定柱和第一转盘的配合，便于使用者对活动框进行上下移动，方便第一活动毛刷板、第二活动毛刷板和固定毛刷板从上至下依次对固定箱的内腔进行清扫，解决了传统智能电子公文交换箱不具有除尘功能的问题。

但是，A型智能文件交换箱，主要应用于机要交通领域，用于大型机要文件交换站中大文件的投递、交换及临时存储使用。但是，在投放文件时，存在因文件袋较厚，柜子空间大，投放过程中高度过高容易造成文件袋在降落过程中的磕碰、损坏，文件褶皱、磨损等情况。

本发明在现有A型智能交换箱中增设平滑的导轨升降装置，通过采用摩擦阻尼缓降技术，构建A型智能缓降交换箱，有效保证文件在小空间内平稳投放，有效避免文件在投递过程中的磨损，避免文件因破损而出现文件安全性问题，进一步减少相关工作人员二次打印、签章和投递等环节工作量，这极大地减少了工作人员的工作负担，增加了机要文件智能交换的总体工作效能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种A型智能缓降交换箱保证文件在小空间内平稳投放，有效避免文件在投递过程中的磨损，避免文件因破损而出现文件安全性问题，减少工作人员的工作负担，增加机要文件智能交换的总体工作效能，设备的可靠性好的文件交换箱智能缓降装置及系统投递方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种文件交换箱智能缓降装置，包括A型智能缓降交换箱本体，所述A型智能缓降交换箱本体上设有箱体，A型智能缓降交换箱本体的箱体背部设有导轨升降装置，所述导轨升降装置的外部设有升降底框，升降底框的内部中央竖直方向设有齿轮条轨道，所述齿轮条轨道的两端与升降底框的内壁以及箱体的背板内壁固定连接，所述齿轮条轨道上设有滑块，滑块与齿轮条轨道配合安装，所述滑块的外部设有固定托盘，滑块的一侧边缘与固定托盘的一侧边缘的中央固定安装；

所述齿轮条轨道靠近顶端配合设有固定支架，固定支架与箱体内壁固定安装，所述固定支架的下方配合设有限位感应开关，固定支架的顶端与升降底框之间配合设有齿轮，齿轮条轨道的下半部分配合设有固定支架，固定支架与箱体内壁固定安装，两个固定支架的衔接端头之间配合设有升降固定梁，所述齿轮条轨道的底部端头与升降底框之间配合设有齿轮；

所述A型智能缓降交换箱本体的顶端设有主控单元，主控单元的内部设有升降控制板、激光测距模块，所述升降控制板、激光测距模块的上方设有直角支架，直角支架的上表面设有主控板，所述A型智能缓降交换箱本体的正面设有登记件投口、主控单元、液晶触摸显示屏、二维条码扫描口、身份识别装置。

优选的，所述导轨升降装置的升降底框内侧底部的齿轮一侧配合设有联轴器，所述导轨升降装置的内部靠近一侧配合设有伺服电机。

优选的，所述固定托盘的下方配合设有升降托架，升降托架的一端与滑块(10)固定连接，升降托架的内部配合设有地插盖板。

优选的，所述A型智能缓降交换箱本体的控制算法采用箱容自控算法技术，托盘下降距离值的计算如公式(1)所示：

其中，为托盘下降距离值，为近两周内托盘下降平均值，m表示文件编号，表示第m份文件的高度，ρ表示安全系数。

A型智能缓降交换箱的箱容表示为，托盘位置初始自设阈值距离投口距离表示为，激光测距仪测量登记件投口到托盘已承文件袋表层的距离表示为，安全余量表示为，则剩余箱容极限值表示为，如公式(2)所示：

优选的，一种文件交换箱智能缓降装置的投递方法包括以下步骤：

步骤一、A型智能缓降交换箱本体的用户扫描条码后主控单元接收到条码信息进行解析，从数据库中查询公文分发信息，A型智能缓降交换箱可以自动识别所接收到的条码是否是符合规范的条码，符合规范则继续进行下一步的操作，不符合规范的条码则给出提醒，不予操作，根据条码信息A型智能缓降交换箱提示应投文件数量；

步骤二、投件指示灯亮后，登记件投口开启挡板，若超时投放限制时间可自主设置未投，挡板将自行关闭，在规定时间内投放文件后，托盘下的称重传感器首先对文件进行重量检测，超过限重50kg时进行错误提示；

步骤三、在限重范围内，激光测距仪进行托盘已承文件袋表层与登记件投口之间的距离检测，若大于自设阈值的二分之一，托盘保持原有状态，若小于等于自设阈值的二分之一，则根据箱容自控算法技术继续判断托盘需下降值距离值；

步骤四、若箱容自控算法公式计算的下降值小于剩余箱容高度且小于初始自设阈值时，则按箱容自控算法公式计算的下降值发送降距指令，若箱容自控算法公式计算的下；

步骤五、若箱容自控算法公式计算的下降值大于剩余箱容高度且剩余箱容高度小于初始自设阈值时，则按剩余箱容发送降距指令，若箱容自控算法公式计算的下降值大于剩余箱容高度且剩余箱容高度大于初始自设阈值时，则按初始自设阈值发送降距指令；

步骤六、伺服电机正反转动，通过联轴器带动齿轮转动，齿轮拨动齿轮条在导轨内滑动，从而带动滑块升降，导轨上安装的限位感应开关确保滑块在安全行程中升降，最后托盘完成升降并保持平稳状态，PLC控制器上传投箱记录，指示灯灭，挡板关闭，计数器显示当前箱体文件数量，液晶显示屏显示托盘已承文件重量，剩余箱容高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)升降底框的内部中央竖直方向设有齿轮条轨道，齿轮条轨道是导轨升降装置的重要组成部分，通过齿轮条导轨来支撑和引导托盘的升降运动，齿轮条轨道的材质选择还需要考虑到对精度的要求，不同的导轨材质具有不同的精度水平，需要根据实际需求和使用环境选择适合的材质；

(2)滑块的外部设有固定托盘，滑块的一侧边缘与固定托盘的一侧边缘的中央固定安装，固定托盘作为载荷的主要支撑部件，在选择托盘材质时，需要考虑到载荷的重量、形状、尺寸等因素，以及运输和存储的环境条件、使用寿命、清洁和维护的方便性等因素，以确保托盘的稳定性、安全性和经济性；

(3)该A型智能缓降交换箱保证文件在小空间内平稳投放，有效避免文件在投递过程中的磨损，避免文件因破损而出现文件安全性问题，减少工作人员的工作负担，增加机要文件智能交换的总体工作效能，设备的可靠性好。

附图说明

图1为本发明A型智能缓降交换箱本体结构示意图；

图2为本发明交换箱内部升降结构示意图；

图3为本发明控制箱内部结构示意图；

图4为本发明交换箱的系统投递流程图。

图中：1、A型智能缓降交换箱本体；2、导轨升降装置；3、升降底框；4、伺服电机；5、固定支架；6、齿轮条导轨；7、联轴器；8、齿轮；9、齿轮条；10、滑块；11、固定托盘；12、限位感应开关；13、登记件投口；14、升降控制板；15、激光测距模块；16、主控单元；17、液晶触摸显示屏；18、二维条码扫描口；19、身份识别装置；20、主控板；21、电源装置；22、电控锁；23、机械锁；24、箱门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种文件交换箱智能缓降装置，包括A型智能缓降交换箱本体1，A型智能缓降交换箱本体1上设有箱体，A型智能缓降交换箱本体1的箱体背部设有导轨升降装置2，所述导轨升降装置2的外部设有升降底框3，升降底框3的内部中央竖直方向设有齿轮条轨道6，齿轮条轨道6是导轨升降装置的重要组成部分，通过齿轮条导轨来支撑和引导托盘的升降运动，齿轮条轨道6的材质选择还需要考虑到对精度的要求，不同的导轨材质具有不同的精度水平，需要根据实际需求和使用环境选择适合的材质。

齿轮条轨道6的两端与升降底框3的内壁以及箱体的背板内壁固定连接，所述齿轮条轨道6上设有滑块10，滑块10与齿轮条轨道6配合安装，所述滑块10的外部设有固定托盘11，滑块10的一侧边缘与固定托盘11的一侧边缘的中央固定安装，固定托盘11作为载荷的主要支撑部件，在选择托盘材质时，需要考虑到载荷的重量、形状、尺寸等因素，以及运输和存储的环境条件、使用寿命、清洁和维护的方便性等因素，以确保托盘的稳定性、安全性和经济性。

齿轮条轨道6靠近顶端配合设有固定支架5，固定支架5与箱体内壁固定安装，所述固定支架5的下方配合设有限位感应开关12，固定支架5的顶端与升降底框3之间配合设有齿轮8，齿轮条轨道6的下半部分配合设有固定支架5，固定支架5与箱体内壁固定安装，两个固定支架5的衔接端头之间配合设有升降固定梁，所述齿轮条轨道6的底部端头与升降底框3之间配合设有齿轮8。

A型智能缓降交换箱本体1的顶端设有主控单元16，主控单元16的内部设有升降控制板14、激光测距模块15，所述升降控制板14、激光测距模块15的上方设有直角支架，直角支架的上表面设有主控板20，所述A型智能缓降交换箱本体1的正面设有登记件投口13、主控单元16、液晶触摸显示屏17、二维条码扫描口18、身份识别装置19。

导轨升降装置2的升降底框3内侧底部的齿轮8一侧配合设有联轴器7，所述导轨升降装置2的内部靠近一侧配合设有伺服电机4。

固定托盘11的下方配合设有升降托架，升降托架的一端与滑块10固定连接，升降托架的内部配合设有地插盖板。

A型智能缓降交换箱本体1的控制算法采用箱容自控算法技术，托盘下降距离值的计算如公式(1)所示：

其中，为托盘下降距离值，为近两周内托盘下降平均值，m表示文件编号，表示第m份文件的高度，ρ表示安全系数。

A型智能缓降交换箱的箱容表示为h

托盘是否进行缓降包含以下两种情况：

若h

若h

若h

若h

若h

若h

A型智能缓降交换箱本体1上设有PLC控制器，PLC控制器可以控制设备的运动、位置、速度、加速度和减速度等参数，以及监控设备的状态、故障和报警等信息，PLC控制器具备通信接口，可实现设备与上位机、下位机或其他设备之间的数据交换和控制，通信接口包括RS232、RS485、Ethernet等。

PLC控制器使用单片机编程进行编程和调试，有友好的图形界面和丰富的函数库，以便用户进行快速开发和调试。

PLC控制器采用冗余设计、故障检测等措施以确保设备的安全运行，具备高可靠性和稳定性，PLC控制器通过扩展模块、扩展接口等方式增加设备的输入输出、通信和控制功能，以满足设备的不断变化和升级需求。

A型智能缓降交换箱本体1的导轨升降装置2包括升降底框3，升降底框3上安装有一个支撑用于保护托盘载重、用于接收PLC控制器所发出指令并控制伺服电机4的伺服控制器，导轨升降装置2将升降底框3和2个固定支架5组装为一个整体，具有一定的强度，保证齿轮条导轨6和伺服电机4安装牢固，且工作状态无晃动，工作时伺服电机正反转动，通过联轴器7带动齿轮8转动，齿轮8拨动齿轮条9在导轨内滑动，从而带动滑块10升降，滑块上固定托盘11、托盘11下方安装有称重传感器用于检测托盘11所承载文件重量，且托盘可拆卸，导轨上安装限位感应开关12，确保滑块在安全行程中限时限位升降。在文件交换箱登记件投口13上部安装升降控制板14，控制板上面安装激光测距模块15用于测量登记件投口13到托盘11已承文件袋表层的距离，升降控制采用箱容自控算法技术，当文件袋表层与投口距离小于等于自设阈值的二分之一时，系统自动根据箱容自控算法技术可根据近两周投入的文件袋数量、厚度及自限参数值智能计算，并同时与剩余箱容极限值、初始自设阈值进行比对测算此次托盘下降距离值，由箱容传感器下发降距指令，托盘根据指令进行距离下降。托盘初始位置值根据用户设置值及仿真测算最优值进行设置。

A型智能缓降交换箱1包括主控单元16，集成10.2英寸液晶触摸显示屏17集成单位名称显示、三色状态指示、计数器及功能操作按钮等，二维条码扫描口18、身份识别装置19、主控板20内置飞腾芯片+银河麒麟操作系统、内置电源装置21等；登记件投口13含门禁检测装置和门禁装置、电控锁22、机械锁23、箱门24等。高度调整模块可根据激光测距仪自控计算登记件投口13与托盘11已承文件袋表层的距离，激光测距仪的精度差为1mm，并且测试数据可以轻松传至PLC控制器。

导轨升降装置设计为独立模块，可根据用户需求选配，配置时在A型智能缓降交换箱后背板预留滑块升降行程槽，A型智能缓降交换箱与导轨升降装置可选择焊接或者螺丝固定，再将托盘与滑块固定。

文件交换箱智能缓降装置的投递方法：A型智能缓降交换箱本体1的用户扫描条码后主控单元接收到条码信息进行解析，从数据库中查询公文分发信息，A型智能缓降交换箱可以自动识别所接收到的条码是否是符合规范的条码，符合规范则继续进行下一步的操作，不符合规范的条码则给出提醒，不予操作，根据条码信息A型智能缓降交换箱提示应投文件数量，从而保障文件不会错投、漏投。

投件指示灯亮后，登记件投口开启挡板，若超时投放限制时间可自主设置未投，挡板将自行关闭，在规定时间内投放文件后，托盘下的称重传感器首先对文件进行重量检测，超过限重50kg时进行错误提示。

在限重范围内，激光测距仪进行托盘已承文件袋表层与登记件投口之间的距离检测，若大于自设阈值的二分之一，托盘保持原有状态，若小于等于自设阈值的二分之一，则根据箱容自控算法技术继续判断托盘需下降值距离值。

若箱容自控算法公式计算的下降值小于剩余箱容高度且小于初始自设阈值时，则按箱容自控算法公式计算的下降值发送降距指令，若箱容自控算法公式计算的下。

若箱容自控算法公式计算的下降值大于剩余箱容高度且剩余箱容高度小于初始自设阈值时，则按剩余箱容发送降距指令，若箱容自控算法公式计算的下降值大于剩余箱容高度且剩余箱容高度大于初始自设阈值时，则按初始自设阈值发送降距指令。

伺服电机正反转动，通过联轴器带动齿轮转动，齿轮拨动齿轮条在导轨内滑动，从而带动滑块升降，导轨上安装的限位感应开关确保滑块在安全行程中升降，最后托盘完成升降并保持平稳状态，PLC控制器上传投箱记录，指示灯灭，挡板关闭，计数器显示当前箱体文件数量，液晶显示屏显示托盘已承文件重量，剩余箱容高度。

A型智能缓降交换箱本体1保证文件在小空间内平稳投放，避免文件袋在投递过程中因高度过高容易造成磕碰、损坏，进一步避免纸质文件的褶皱、磨损，从而保证纸质文件的完整性、可用性、保密性。

该A型智能缓降交换箱保证文件在小空间内平稳投放，有效避免文件在投递过程中的磨损，避免文件因破损而出现文件安全性问题，减少工作人员的工作负担，增加机要文件智能交换的总体工作效能，设备的可靠性好。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。